JPH0721319B2 - 釣り合いシールを備えた回転継手 - Google Patents

釣り合いシールを備えた回転継手

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JPH0721319B2
JPH0721319B2 JP63028600A JP2860088A JPH0721319B2 JP H0721319 B2 JPH0721319 B2 JP H0721319B2 JP 63028600 A JP63028600 A JP 63028600A JP 2860088 A JP2860088 A JP 2860088A JP H0721319 B2 JPH0721319 B2 JP H0721319B2
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JP
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nipple
collar
inner end
chamber
seal ring
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Johnson Corp
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00Adjustable joints, Joints allowing movement
    • F16L27/08Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe
    • F16L27/0804Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid passing axially from one joint element to another
    • F16L27/0808Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid passing axially from one joint element to another the joint elements extending coaxially for some distance from their point of separation
    • F16L27/0812Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid passing axially from one joint element to another the joint elements extending coaxially for some distance from their point of separation with slide bearings
    • F16L27/082Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid passing axially from one joint element to another the joint elements extending coaxially for some distance from their point of separation with slide bearings having axial sealing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Package Frames And Binding Bands (AREA)
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  • Building Environments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 紙や布の製造業で使用される回転熱交換器ドラムは、ド
ラムと蒸気又は冷水のような加熱媒体又は冷却媒体との
間を連通させるための回転継手を利用している。かかる
回転継手は、通常、熱交換器ドラムの端に同心に固着さ
れる細長い管即ちニップルを有し、且つニップルの端は
継手のハウジング即ち本体によって構成されたチャンバ
内に位置決めされる。加圧媒体が静止した継手本体と連
通し、ニップルを通ってドラムの中へ通る。継手本体の
シール構造が相対的に回転するニップルと本体との間で
の流体のロスを防止する。
蒸気のような加圧流体の媒体は継手のシールにシールの
摩耗を促進させる力を課し、かかるシールに加わる内圧
を補償するために種々の構造が提案された。シール圧力
を外部に取り付けた装置によって補償する回転継手は、
高価であってかさが大きく、そこで、本発明は回転継手
のシールを流体圧力に対して内部で補償でき、且つ外部
に設置される補償装置を必要としない熱交換器ドラム用
の回転継手を提供することにある。
本発明の別の目的は、回転継手のシールが内部の加圧媒
体の力に対して内部で補償され、継手がしっかりと取り
付けられ、且つ、ニップルと継手本体との間の限られた
範囲の心狂いに順応でき、継手の調心を自動的に達成す
る、熱交換器ドラム用の回転継手を提供することにあ
る。
本発明の更に別の目的は、継手のシールが流体圧力に対
して内部で補償され、継手の構造が容易に組立てられ且
つ点検整備でき、継手の構成要素が通常の回転継手機械
加工技術によって製造できる、熱交換器ドラム用の回転
継手を提供することにある。
本発明の実施においては、管状ニップルは熱交換器ドラ
ムの端に熱交換器ドラムとともに回転可能に固着された
外端を有し、ニップルの内端は回転継手本体内に構成さ
れたチャンバ内に位置決めされる。継手本体のチャンバ
は、継手本体に取り付けられた環状の摩耗板及び組立板
によって部分的に囲まれ、それらの板は中央開口部とニ
ップルの長さに対して垂直な平面に位置する内側の平ら
なシール面とを有し、環状のカーボングラファイトのシ
ールリングがそれらの板のシール面と係合する。ニップ
ルの内端は拡大円筒形部分を有し、拡大円筒形部分はそ
の上を軸線方向に移動するニップル本体の形式のカラー
を有し、ニップル本体は該本体に構成された球形セグメ
ントシール面を有し、該シール面は隣接するシールリン
グの補足し合う球形面と係合する。ニップル本体はニッ
プル内端の拡大部分上をシール状態で軸線方向に移動で
き、その軸線方向の運動は、ニップルに取り付けられ、
本体に形成され軸線方向に構成されたスロット内に延び
る横ピンによって制限される。
球形セグメントシール面を有するスラストカラーが、組
立板と関連するカーボングラファイトのシールリングと
密封係合をなして継手本体のチャンバ内でニップル内端
の拡大部分に取り付けられ、圧縮ばねがニップル本体と
スラストカラーとの間に介在されて、これらの構成要素
をニップルの軸線方向に互いに遠ざかるように付勢す
る。
ニップル本体とこれを関連するシールリング、およびス
ラストカラーとこれと関連するシールリングの係合シー
ル面及びチャンバ内の圧力にさらされるこれらの構成要
素の面の幾何学的な関係及び形状寸法は、本体のチャン
バ内でニップル本体とスラストカラー及びシールリング
に加えられる力を全体的に釣り合わせて過度の軸線方向
の力を相対的に移動するシール面間に存在させないよう
な関係及び形状・寸法である。この方法で内部のシール
の釣り合いが成される。
ニップルの内部と継手のチャンバとの間を連通させるた
めに口がニップルに構成され、チャンバと連通する継手
本体の口により加圧媒体をニップルへ供給することがで
きる。更に、サイフォン管がニップルを貫通し、且つス
ラストカラーにねじ込まれたグランドがサイフォン管を
スラストカラーに対してシールして、サイフォン管を組
立板に固着されたヘッドと連通させ、蒸気の凝縮水を関
連する乾燥ドラムから排出させる。
カラーとシールリングとの間の所望の幾何学的関係は、
拡大円筒形部分をカラーが取り付けられるニップルの内
端に構成することによって達成できる。ニップル本体の
球形面はニップル端部の転移肩を越えて伸び、スラスト
カラーの球形面はニップルの末端を越えて延びる。これ
らの関係によりスラストカラーの球形面の外側の半径方
向寸法はシールリングの外径より大きくされ、スラスト
カラーの球形面の内側の半径方向寸法はニップルの内端
の拡大部分の外径より小さいが、なおもスラストカラー
とシールリングとの間の十分なシールの面積が達成され
て過度のシール面積の圧力を防止する。これらの構造的
且つ幾何学的な関係によりスラストカラー及びシールリ
ングに加えられる流体圧力が実質的に釣り合い且つ補償
でき、また、本発明の概念により構成される継手におい
ては、シールの寿命は補償されない継手に比較して可成
り伸びる。本発明による継手は、本体の空所内で容易に
組立てられ、ニップル本体及びスラストカラーのシール
面が球形に形作られていることにより継手本体を比較的
しっかりした支持ブラケットに取り付ける際に本体支持
体とドラムの回転の軸線との間の限られた範囲の心狂い
に順応できる。
本発明の前述の目的及び利点は以下の記載及び添付図面
により明らかになろう。
〔実施例〕
本発明による回転継手は取り付け面12を構成された鋳鉄
製本体10を有し、且つ取り付けボス14を有する。取り付
け面及びボスにより継手本体を点線で示す固定支持ブラ
ケット16に取り付ることができ、支持ブラケットは回転
熱交換器ドラム(図示せず)の支持構造体に取り付けら
れる。支持ブラケット16はボルト18が貫通するフランジ
を有し、ボルトは取り付け面12に構成された穴にねじ込
まれ、また、ボルト20が取り付けボス14を貫通してブラ
ケット16の中へ延びる。この方法では、継手本体10は熱
交換器ドラムに隣接して実質的に固く固着され、本体の
チャンバの軸線はドラムの回転軸線と実質的に同軸であ
る。
本体10は、本体の平坦な側部24、26を横切る全体的に円
筒形のチャンバ22を有し、チャンバ22の軸線は実質的に
熱交換器ドラムの回転軸線と同軸である。ねじ山付流入
口28が本体に構成され、チャンバと連通する。
管状ニップル30が外端32を有し、公知の取り付けフラン
ジ34がくさび式カラーによってニップルの溝と協働する
ように外端32に位置決めされ、該取り付けフランジはニ
ップルをドラムに取り付けるのに使用される。
ニップル30の内端36が本体のチャンバ22の中へ延び、且
つ拡大円筒形部分38を含み、拡大円筒形部分38はニップ
ルのより小さい直径の部分とともに転移肩40を構成する
外側の円筒形表面を有し、ニップルの内端はニップルの
内部と本体のチャンバ22とを連通させるいくつかの横口
42を有する。更に、ニップルの末端44は、第1図及び第
4図からわかるように、4つの軸線方向に延びた盲穴46
を有する。
環状カラー即ちニップル本体48はニップル部分38上を軸
線方向に移動可能に該ニップル部分に取り付けられ、ニ
ップル本体は球形セグメントシール面50と、ハブ部分52
と、内溝とを有し、この内溝にはニップル本体とニップ
ル部分38をシールするためにO−リング54が設けられて
いる。更に、4つのスロット56がニップル本体のハブ52
に構成され、各スロットは横方向に延びたばねピン58を
受け入れ、該ばねピンはニップルの穴に圧入され且つ関
連したスロット内に受け入れられ、こうしてニップル上
でのニップル本体48の軸線方向の運動はピンがスロット
56の端と係合することによって制限される。
スラストカラー60が又、ニップル部分38の端44に隣接し
てニップル部分38に配設され、このスラストカラーは球
形セグメントシール面62と雌ねじ山付き円筒形延長部64
とを有する。複数の盲穴66が軸線方向に延びたピン68を
受け入れるようにスラストカラーに設けられ、このピン
は4つのニップルの穴46内に受け入れられて、スラスト
カラー60がニップルとともに確実に回転するようにする
ためのキーとして役立つ。
圧縮ばね70が、ニップル本体48に構成された半径方向の
肩とスラストカラー60の半径方向の肩との間に介在さ
れ、後述する目的のためにこれらの構成要素を軸線方向
に互いに遠ざかるように付勢する。
環状の鋳鉄製摩耗板72がボルト74によって継手本体の側
部24に取り付けられ、摩耗板72はニップル30が貫通する
開口部76とニップルの長さに垂直な平面に位置する内側
の平らなシール面78とを有する。カーボングラファイト
の環状シールリング80がニップル本体の表面50と摩耗板
のシール面78との間に介在され、シールリングはニップ
ル本体の表面50に係合するための凹状球形セグメントシ
ール面82と摩耗板の表面78に係合する平らなシール面84
とを有する。
環状組立板86がねじ88によって継手本体の側部26に取り
付けられ、組立板はスラストカラーの延長部64が貫通す
る環状の中央開口部を有する。組立板86はニップルの軸
線に垂直な平らなシール面90を有し、カーボングラファ
イトの環状のシールリング92が組立板86とスラストカラ
ー60との間に介在され、シールリング92はスラストカラ
ーの球形面62と補足し合い且つこれと係合する凹状球形
面94を有し、且つシールリング92は組立板の表面90と係
合する平らなシール面96を有する。
第1図に示す実施例では、ドラムのサイフォン構造に関
連するサイフォン管98が図示され、サイフォン管はニッ
プル30及びグランド100を貫通し、グランド100はスラス
トカラーの延長部64の端にねじ込まれパッキン102を圧
縮してスラストカラー60とサイフォン管との間のシール
関係を確実にする。ヘッド104が継手本体10に取り付け
られてサイフォン管98の端と連通し、またヘッドは組立
板86に構成された補足し合う相互取り付け面と係合し且
つボルト106によって継手本体に固着される。ヘッド104
は、サイフォンの導管排出システムを取り付けることの
できる流出口108を有し、サイフォン管98を通って流れ
る凝縮水がヘッド104から排出される。
圧縮ばね70は最初に、ニップル本体48の球形面とシール
リング80の球形面との係合及びスラストカラー60とシー
ルリング92との係合を維持し、且つ又最初に、シールリ
ング80の平らな面と摩耗板72との係合及びシールリング
92の平らな面と組立板86との係合を維持する。
ニップル本体48及びスラストカラー60は、チャンバ22内
の流体圧を受ける複数の表面又は面を有する。例えば、
ばね70の端と係合する半径方向の肩とニップル本体及び
ニップル部分38に隣接するスラストカラーの内端とは、
ニップル本体とスラストカラーとを分離させようとする
軸線方向の力を生じさせる圧力面を形成する。逆に、11
0で示す球形面48、62の外径寸法は関連するシールリン
グ80、92の外径寸法より夫々大きく、且つシールリング
から間隔をへだてているので、これらの球形面はチャン
バの流体圧にさらされ且つニップル本体48及びスラスト
カラー60にこれらの構成要素を互いに向かって押そうと
する軸線方向の力を及ぼす。
ニップル本体の球形面50が転移肩40をこえて内方に延
び、又スラストカラーの球形面62がニップルの端44をこ
えて内方に延びるので、112で示すこれらの球形面の内
径寸法はニップル部分38の直径より小さい。
前述の幾何学的関係により、面50と82、面78と84、面62
と94、及び面90と96の係合部分は、シール力の効果的な
釣り合いを達成させる球形面を有するカラーを使用した
公知の回転管継手よりも、ニップル本体及びスラストカ
ラーに構成された圧力面に対してかなりの程度まで半径
方向内方に位置決めされる。
ばねピン58をニップル本体のスロット56内に受け入れる
ことによりニップル上でのニップル本体の必要な軸線方
向の移動が、シールリング80、92の摩耗を補償するが、
ばねピンとスロットの端との係合でニップル本体の軸線
方向の運動を制限してニップル本体が摩耗板72や組立板
86と夫々かみ合ったり傷つけたりするのを防止する。
たとえ継手本体10がブラケット16によってしっかりと取
り付けられ且つチャンバ22の軸線とニップルの回転軸線
とに対して心狂いが存在したとしても、面50及び62が球
形面に形造られることにより有効なシールがニップル30
と継手本体10との間に行なわれる。かくして、前述の回
転管継手の形状により流体圧力の内部の釣り合いは最大
のシールの寿命を提供し、且つ又回転軸線の限られた範
囲の心狂いに順応する。
前述の実施例に対する色々な変形が本発明の範囲から逸
脱することなく当業者には明らかに明白である。例え
ば、本発明の概念はサイフォン管98やヘッド104を利用
しない回転継手に実施することができ、このような場合
には組立板の延長部64はプラグ止めされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による回転継手の直径方向の立断面図
である。 第2図は、第1図の継手の左側からの縮少した端部立面
図である。 第3図は、第2図の右側からの継手の側面図である。 第4図は、ニップル及びニップル本体の斜視図である。 10……継手本体 12……ブラケット取付面 16……ブラケット 22……チャンバ 28……流入口 30……ニップル 32……外端 36……内端 42……口 48……ニップル本体 50……球形セグメントシール面 58……ばねピン 60……スラストカラー 62……球形セグメントシール面 76……開口部 80……シールリング 92……シールリング

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転する熱交換器ドラム用の回転継手であ
    って、前記回転継手の内部で圧力を釣り合わされるシー
    ル及び自動調心機能を備えた回転継手において、 軸線と、ドラムの回転軸線を中心にドラムとともに回転
    可能にドラムの軸に同軸に取り付けられるようになった
    外端と、内端とを有する細長い管状ニップルと、 平らな内面を備えた第1および第2の側部を有する本体
    と、 前記本体内に形成されたチャンバと、 前記本体に形成された取付手段と、 前記本体に形成され且つ前記チャンバと連通する口と、 前記本体の第1の側部に形成された開口部とを備えてお
    り、 前記ニップルは前記開口部を貫通し、前記ニップルの内
    端は前記チャンバ内に位置決めされ、 前記ニップルの内端は、直径が拡大した第1の同心円筒
    形の表面を有し、 第1及び第2のカラーが、前記ニップルとともに回転可
    能にニップル内端の前記第1表面に取り付けられ、 支持手段が、前記拡大第1表面上の制限された軸線方向
    移動を可能にするように、前記カラーの少なくとも1つ
    を該拡大第1表面上に支持し、 球形面が、前記カラーの各々に形成され、該カラーは、
    前記ニップルの軸線上に位置決めされた中心を有し且つ
    前記ニップルの軸線に対して最大及び最小の半径方向寸
    法を有し、 前記第1及び第2カラーの前記球形面は、前記本体の第
    1及び第2側部に向けて夫々配置され、 第1及び第2の環状シールリングが、前記第1側部の内
    面と前記第1カラーの球形面との間、及び前記第2側部
    の内面と前記第2カラーの球形面との間に夫々介装され
    且つそれらを夫々密封係合させ、 前記シールリングの各々は、実質的に前記ニップルの軸
    線と同心であり且つ内径及び外径を夫々有し、平坦な半
    径方向のシール面が、隣接する本体の内面と係合し、球
    形のシール面が、隣接するカラーの球形面と相補して係
    合し、 前記シールリングの内径及び前記カラーの球形面の内側
    の直径は、前記ニップル内端の前記拡大部分の直径より
    も小さく、 前記シールリングの外径は、前記カラーの球形面の外側
    の直径よりも小さく、 第1の圧力面が前記カラーに形成され、該圧力面は、前
    記カラー及びシールリングが前記チャンバ内の流体圧力
    にさらされているときに、前記カラー及びシールリング
    を、関連する本体の側部に向かって付勢し、 第2の圧力面が前記カラーに形成され、該圧力面は、前
    記カラー及びシールリングが前記チャンバ内の流体圧力
    にさらされているときに、前記カラー及びシールリング
    を、関連する本体の側部から遠ざかる方に付勢し、 チャンバの流体圧力によって前記シールリングに課せら
    れた軸線方向の力を実質的に釣り合わせるために、前記
    第1圧力面の面積が前記第2圧力面の面積よりもほんの
    わずかだけ大きく、 通路手段が前記チャンバと前記ニップルとの間を連通さ
    せることを特徴とする回転継手。
  2. 【請求項2】前記第1カラーは、前記ニップル内端の前
    記拡大表面上で軸線方向に移動可能なニップル本体から
    成り、 拘束手段が前記ニップル本体と前記ニップル内端との間
    に介装され、前記ニップル本体の軸線方向の運動を制限
    し、 前記第2カラーは、スラストカラーから成り、キー手段
    が、前記スラストカラーを前記ニップル内端とともに回
    転可能なように該ニップル内端にキー止めすることを特
    徴とする請求項(1)に記載の回転継手。
  3. 【請求項3】前記ニップル内端の前記拡大部分は、前記
    チャンバ内に末端を有し、前記第2カラーが前記末端を
    越えて延び、前記第2カラーの球形面の外側寸法が前記
    拡大部分よりも大きな直径のものであり且つ前記2カラ
    ーの内側寸法が前記拡大部分よりも小さい直径のもので
    あることを特徴とする請求項(2)に記載の回転継手。
  4. 【請求項4】半径方向に延びる転移肩が前記拡大部分と
    前記第1側部との間で前記ニップル内端に形成され、前
    記第1カラーは、前記転移肩を越えて延びる部分を有
    し、前記第1カラーの球形面の外側寸法が前記拡大部分
    よりも大きな直径のものであり且つ前記第1カラーの内
    側寸法が前記拡大部分よりも小さい直径のものであるよ
    うに、前記第1カラーの球形面が前記1カラーに形成さ
    れることを特徴とする請求項(3)に記載の回転継手。
  5. 【請求項5】軸線方向に延びる複数の第1穴が前記ニッ
    プルの末端に形成され、軸線方向に延びる複数の第2穴
    が前記第1穴と各々整列して前記第2カラーに形成さ
    れ、各々の整列した第1穴及び第2穴内にピンが受け入
    れられ、前記ピンは前記第2カラーを前記ニップル内端
    に該内端とともに回転するようにキー止めすることを特
    徴とする請求項(3)に記載の回転継手。
JP63028600A 1987-02-17 1988-02-09 釣り合いシールを備えた回転継手 Expired - Lifetime JPH0721319B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17780 1987-02-17
US07/017,780 US4758026A (en) 1987-02-17 1987-02-17 Rotary joint with balanced seals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63214520A JPS63214520A (ja) 1988-09-07
JPH0721319B2 true JPH0721319B2 (ja) 1995-03-08

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63028600A Expired - Lifetime JPH0721319B2 (ja) 1987-02-17 1988-02-09 釣り合いシールを備えた回転継手

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US (1) US4758026A (ja)
EP (1) EP0279105B1 (ja)
JP (1) JPH0721319B2 (ja)
AT (1) ATE54197T1 (ja)
AU (1) AU580924B2 (ja)
BR (1) BR8707170A (ja)
CA (1) CA1315828C (ja)
DE (1) DE3763444D1 (ja)
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